我国部分城市地下工程空气中的氡水平

采用α径迹蚀刻法,对全国23个城市的234个地下人防工程测点的空气中氡浓度进行了调查测量.测量采用固体核径迹探测器(CR-39),采样分不同季节进行,每次采样暴露3个月.调查测量结果表明,234个测点的氡浓度范围为14.9～2 482 Bq·m-3,算术平均值为247 Bq·m-3;如以城市为统计单位,福州和包头的地下工程氡浓度较高,分别为714 Bq·m-3和705 Bq·m-3;广州和上海氡浓度较低,分别为71.1 Bq·m-3和72.6 Bq·m-3.在夏、冬两季测量数据齐全的21个城市中,除郑州、上饶、包头三城市外,其它18个城市地下工程中氡浓度呈夏季高于冬季.地下工程的地质背景、被覆程度、被覆(装修)材料和通风状况是影响地下工程空气中氡浓度的主要因素.     

铀矿山井下氡及氡子体浓度管理限值的探讨

依据工作人员职业照射剂量限值的变化,结合我国实际情况,对铀矿井下空气中氡及氡子体浓度管理限值的确定及其参数选择进行了探讨。提出了制定氡子体α潜能浓度管理限值时,需要另外考虑γ外照射因素的影响;氡及氡子体α潜能浓度管理限值仍然可以采用3．7kBq／m^3和6．4μJ／m^3。     

基于换气量和氡析出率计算的排氡风量在某水电地下工程通风设计中的比较研究

以某水电地下工程项目为例,根据换气量和氡析出率两种方法对地下厂房系统排氡风量进行了计算,并将排氡风量与排湿降温风量进行比较。得出:对于地下工程氡析出率大于200 Bq/(m³·h)时,可按实测氡析出率计算排氡风量,对于地下工程氡析出率小于200 Bq/(m³·h)时,可按GBZ 116—2002《地下建筑氡及其子体控制标准》中排氡通风率计算排氡风量,而地下工程设计风量应选取排氡风量与排湿降温风量两者最大值。该计算方法为水电行业地下工程通风降氡设计提供了技术支持。     

地下工程降氡技术的应用与现状

与开放空间相比,地下工程内空气氡含量较高,为保障内部工作和生活人员的身体健康,需进行环境空气降氡处理。目前活性炭吸附技术及静电除尘技术为地下工程局部降氡的主要技术。为保证除氡效率,活性炭吸附设备存在占地过大、能耗过高等问题,而静电除氡技术只能去除环境中未结合态氡子体,对氡气浓度及结合态氡子体无影响。通过对现有技术的介绍和对比,对新型金属有机骨架(MOFs)材料及气体膜分离组件在地下工程局部降氡的可行性进行了分析。     

通风管道长度变化对铀矿井下氡浓度影响的模拟研究

为降低铀矿开采过程中氡及氡子体内照射对井下工作人员的辐射危害，有效提高防护水平，需掌握氡在铀矿山井下介质中传输规律以及影响氡浓度迁移分布的因素，并在此基础上通过软件模拟预测某项工程措施实施后能否起到良好的降氡效果。本研究根据设计图纸以及现场测绘情况，利用ANSYS Workbench15.0软件建立矿井中段模型，采用非结构化网格对模型进行划分，并对通风管道壁面区域加密处理。在网格质量满足计算要求后，完成了井下风场整体模拟及空气流动性较差位置筛选等前期工作，在此基础上提出改变通风管道长度的措施，并对变化后的新模型进行氡初始浓度、氡析出率、风速、风压、温度、湿度、壁面光滑程度等参数设置，经运算得出井下氡浓度模拟结果。结果表明，井下通风管道长度变化后，31个关注点中有29个点位氡浓度降低，仅2个点位氡浓度升高，整体降氡效果良好，可为后续工程实施提供理论参考。     

压抽混合式通风独头巷道内氡及氡子体浓度的计算模型及其分布规律研究

压抽混合式通风是长距离独头掘进巷道内控制氡及氡子体浓度重要的通风方式,研究该种通风方式下巷道风流中氡及氡子体浓度分布规律对指导其通风和辐射防护设计具有重要的意义。为此,根据氡与氡子体之间的衰变关系,建立了风流中氡子体α潜能浓度与氡活度浓度之间的简化数学计算模型;接着,分析了独头巷道受限空间内氡及氡子体的来源,并基于巷道风流的紊流传质理论,建立了压抽混合式通风方式下风流中氡活度浓度与氡子体α潜能浓度分布的数学计算模型;最后,针对一个具体的独头巷道,探讨了通风量和岩壁氡析出率对整个巷道内氡浓度和氡子体α潜能浓度分布的影响,同时提出了独头巷道内降低氡及氡子体致工作人员剂量的防护措施。     

我国铀矿通风降氡的发展历程

通风降氡是铀矿辐射防护的主要内容之一。根据我国铀矿通风技术的发展,以及通风与氡析出规律研究的不断深入,将我国铀矿通风技术发展划分为5个阶段:1958—1965年期间通风降氡技术学习建立阶段,主要为学习引进前苏联的压入式通风方式;1966—1977年期间技术发展平台阶段,体现在以抽出式通风代替压入式通风的应用验证与经验积累;1978—1989年期间理论与技术发展阶段,提出了氡析出渗流-扩散规律与通风方式的相互作用理论,推动了铀矿通风防护技术的发展;1990—2002年期间停滞阶段,以减少通风防护投入来降低生产成本为目的,使铀矿通风防护技术研究处于停滞;2003—2016年期间强化发展阶段,以氡析出渗流-扩散规律指导不同采矿方法下的通风防护技术研究与应用。目前,中国铀矿通风正在向形成具有中国特色的通风降氡技术体系发展。     

地下建筑通风降氡效率研究

用Model 1027型连续测氡仪对中国呼和浩特市某地下建筑作通风降氡效率研究。该地下室有4种通风方式：进风（只开进风机，简称B）、排风（只开排风机，简称P）、进排同时（同时开启进风机和排风机，简称BSP）、进排轮流（轮流开启进风机和排风机，简称BRP）。比较4种通风方式的降氡效率，得出进排同时降氡效果最好。用此方式分别每天通风1、2、3h，观察24h氡浓度变化，得出每天早晨通风2h，足以满足氡浓度8h维持在国家限定标准以下。     

一种地下工程防氡效果评价方法

针对地下工程中高湿度条件下测量仪器的工作时间短、防氡效果评价难的问题,提出了一种快速评价方法。在密闭的地下工程试验房中,氡的实测浓度由即时本底理论衰变浓度和未屏蔽部分组成,结合初浓度便可计算出屏蔽率。实验表明,得到的地下工程屏蔽率随时间变化而保持一定的稳定,实测的相对标准偏差为3.95%,可以通过短时间内测得的屏蔽率作为最终屏蔽率,从而实现地下工程特殊条件下的氡防护效果快速测定和评价。在地面实验室采用局部静态法进行了对比实验,得到的氡屏蔽率基本相符。     

瑞典南部Söderåsen地垒饮用水中氡浓度研究

用2种不同的方法测定瑞典南部Soderasen地垒上的钻井和挖掘井内地下水中的氡放射性浓度,结果是一致的.这2种方法是用HPGe探测器进行γ射线能谱测量和塑料径迹探测器进行α活度测量;花岗岩基岩内的水中氡浓度较高,挖掘井中氡浓度较低,在浓度、井深之间没有任何相关性.不同区域的水中氡浓度差异较大,火山岩地层裂隙水中氡浓度大于700 Bq·L-1.在3 a以上的时间里,发现钻井中的氡浓度是十分稳定的,但在短时间内变化明显.在室温下,敞口的正常烹饪器皿表面的水中氡蒸发缓慢,放射性梯度△A/A大约是每小时0.1～0.2;然而,适度的加热(如在咖啡机里)对排除氡非常有效,使氡放射性浓度减少90%以上.     

成都市某办公场所室内氡活度浓度水平调查及污染研究

采用固体径迹蚀刻法和瞬时法对成都某办公场所室内氡活度浓度展开调查研究。结果表明:该办公场所室内累积氡活度浓度的范围为10.82～102.50 Bq/m³,算术平均值为(36.56±17.38)Bq/m³,低于全国和世界平均水平。调查研究证实了玻璃墙体和橡胶地面等新型装修材料可有效减少室内氡,验证了通风是降低室内氡活度浓度的有效措施。研究发现,环境空气质量中高浓度的PM_2.5和PM₁₀对办公场所室内和户外氡活度浓度水平均会产生影响。通过发现污染并处理低本底实验室内的氡活度浓度异常给出建议:避免放射性核素浓度较高的样品暂存于测试设备附近;为降低氡及子体对测试的干扰,提高分析结果的准确度,建议升级改造低本底实验室的新风系统。     

铀煤叠置矿区对煤矿开采环境氡影响的探讨

在我国内蒙地区赋存了大量铀煤共生矿床,形成铀煤叠置区。在先铀后煤采冶过程中,铀矿含水层残留放射性核素衰变产生的氡会随着地下水及矿区地下孔隙发生渗流、扩散进入煤矿开采工作面。为分析这一现象的辐射影响,运用CFD数值模拟技术,对气液两相氡渗流、扩散所致煤矿工作面的辐射影响进行了模拟。结果表明:随着煤矿床的掘进,导致工作面附加氡活度浓度在263.22～645.54 Bq/m³之间,需采取加强通风、封堵等措施降低氡浓度对煤矿开采作业人员的附加影响。     

长沙市地铁一号线车站内氡活度浓度的调查与评价

为了调查长沙市地铁一号线车站内氡活度浓度水平,采样典型抽样法,随机抽取5个车站对其中的氡活度浓度进行测量及评价。借助于径迹蚀刻片,用累积法对车站内的车控室、站台、客服中心的氡活度浓度进行调查。结果表明,长沙市地铁1号线车站内氡活度浓度的范围为22.5～53.0 Bq/m³,均值为35.3 Bq/m³,与长沙市室内氡活度浓度平均值(37.4 Bq/m³)的偏差仅为5.6%,远低于国家现行标准《公共地下建筑及地热水应用中氡的放射防护要求》(WS/T 668—2019)的限制要求;车站内氡活度浓度所致工作人员及公众的年均有效剂量分别为0.28 mSv和0.08 mSv,地铁内的氡气所致工作人员及公众年均有效剂量处在本底水平范围内,满足《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871—2002)的限制要求。     

南宁市地铁1号线地铁站内氡活度浓度调查

本研究采用以CR-39为探测元件的被动式累积测氡杯对广西省南宁市地铁1号线25个地铁站进行了为期一年的氡活度浓度累积测量。为确保测量结果准确性,采用CR-39暴露本底代替裸片本底,并在操作上将提供暴露本底的本底测氡杯始终置于密闭真空状态,进行了严格的质量控制。测量结果显示,25个地铁站全年平均氡活度浓度为(13.9±3.7)Bq/m³;分布范围是(6.4～32.9)Bq/m³。冬季平均氡活度浓度(18.1±2.2 Bq/m³)明显高于春(12.7±1.9 Bq/m³)、夏(12.9±3.5 Bq/m³)、秋(12.4±4.4 Bq/m³)三季;没有观察到地下一层和地下二层氡活度浓度水平有统计学意义的显著差异;没有观察到各地铁站之间氡活度浓度有统计学意义的显著差异。     

广州新建住宅室内氡活度浓度与换气率的关系研究

选取广州市新建的3套住宅进行室内氡活度浓度与换气率的关系研究。在被测房间处于全封闭、打开空调孔洞、打开空调孔洞的同时打开窗户这三种状态时,测量室内氡活度浓度及房间换气率,研究它们相互之间的关系。此外,用活性炭盒法测量同一楼层和同一朝向不同楼层各房间的室内氡活度浓度。结果表明:广州新建住宅在全封闭的情况下卧室内的换气率都比较低,低于0.2 h^-1,而室内氡活度浓度均较高,高于200 Bq/m³;当换气率在0.5 h^-1左右时,室内氡活度浓度降到200 Bq/m³以下;当换气率高于1.0 h^-1以上时,氡活度浓度显著下降,降到了100 Bq/m³以下。在水平楼层上,室内氡活度浓度无明显的变化规律。垂直楼层方面,室内氡活度浓度随着楼层的升高整体呈现下降的趋势。     

NRL-1型测氡仪的绝对湿度效应研究

本文根据目前国内外对绝对湿度效应的研究现状,针对绝对湿度对NRL-1型测氡仪探测效率的影响,建立了NRL-1型测氡仪温湿度修正的实验方案。通过对南华大学氡实验室氡活度浓度的控制、温湿度调节方案进行分析与改进,控制实验中的绝对湿度变化,得到了不同绝对湿度下的修正因子,并获得了绝对湿度在1.90~14.91 g/m3范围内的温湿度修正曲线,从而成功地对NRL-1型测氡仪进行了温湿度效应修正。实验结果表明：综合考虑绝对湿度的情况下,在绝对湿度小于2.4 g/m³时,NRL-1型连续测氡仪的收集效率趋近于常数;其绝对湿度的修正因子基本接近于1;而随着绝对湿度的增大,修正因子呈非线性增长。     

类铀矿岩材料制备及氡扩散系数测定的实验研究

扩散过程是主导氡在铀矿岩中运移与析出的主要方式。铀矿原岩辐射较大且取样困难,不利于开展有关室内实验。为了解决以上问题,依据相似理论,以某花岗岩为原型,选取石英砂、铀尾砂、水泥、精铁粉和微硅粉等为原材料,制备了3种不同材料配比的圆柱形类铀矿岩试样,并测定了原型和试样的物理力学参数;然后采用密闭腔体法测量了原型和试样在不同包裹方式下的累积氡浓度,推导氡的扩散性能参数的计算公式,通过计算获得了原型和试样的氡扩散长度和扩散系数。实验结果表明:花岗岩原型与所制备的类铀矿岩的颗粒密度、抗压强度、抗拉强度、内聚力和内摩擦角相似比的均值分别为1.09∶1、3.93∶1、4.28∶1、3.47∶1和1.00∶1;花岗岩原型的扩散系数为0.146×10^-6m²·s^-1,类铀矿岩的扩散系数介于0.114×10^-6～0.594×10^-6m²·s^-1之间,两者的相似比介于0.25∶1～1.28∶1之间。研究认为所制备的试样3在一定程度上可用来模拟花岗岩型铀矿岩,以满足室内实验的需求。     

车江铜矿室外氡水平研究

原环保部2014年对湖南衡阳272尾矿库及周边进行了航测,意外发现在尾矿库西南方向、湘江上游附近有一辐射水平异常区域,后经调查该地区为车江铜矿地区。为了调查车江铜矿这一非铀矿山及其周边的氡活度浓度水平与氡的来源,采用了固体核径迹法与活性炭盒法对其氡活度浓度和氡析出率展开测量,并将氡析出率连续测量与活性炭盒法所测氡析出率结果进行对比分析。调查发现,该区域所有取样点位冬季和夏季氡活度浓度测量结果平均值分别为31.0 Bq·m^-3和22.9 Bq·m^-3;从区域分布上来看最高的均为农田区,其次为原采矿区。土壤氡析出率测量结果最高的同样为农田区,但是均远低于铀尾矿的氡析出率限值0.74 Bq·m^-2·s^-1。氡活度浓度日变化趋势与氡析出率的日变化趋势较为一致。上述结果表明车江铜矿地区的室外氡活度浓度较高与其土壤氡的析出有关。